郭利 高亮 何林

摘要：隨著我國(guó)對(duì)節(jié)能環(huán)保理念的不斷深化，建筑工程作為耗能較大的行業(yè)，研究其材料的節(jié)能環(huán)保將有助于降低整個(gè)建筑工程的能耗。由于建筑工程中墻體保溫效果較差，就會(huì)造成大量的能耗損失，于是文章將主要研究絕熱節(jié)能環(huán)保材料在建筑工程中的應(yīng)用和發(fā)展前景。通過(guò)文章的分析，在建筑工程中使用絕熱節(jié)能環(huán)保材料具有很好的應(yīng)用效果，能夠達(dá)到良好的保溫效果，并且消耗能源較小，對(duì)環(huán)境的危害極小。由于絕熱節(jié)能環(huán)保材料的優(yōu)勢(shì)較多，就會(huì)具有很好的市場(chǎng)前景，且該材料的市場(chǎng)規(guī)模在不斷上升，預(yù)計(jì)到2022年，絕熱節(jié)能環(huán)保材料的性能將會(huì)更加優(yōu)異，其在建筑工程中將會(huì)具有更好的應(yīng)用效果，該材料的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到1759億元。

關(guān)鍵詞：建筑工程;絕熱節(jié)能環(huán)保材料;應(yīng)用;發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ050.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2020）12-0041-04

根據(jù)《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2020》，其中顯示了2018年我國(guó)民用建筑耗能高達(dá)5.2億tce，大約占全國(guó)能耗的11%。民用建筑中城鎮(zhèn)住宅和公共建筑分別占42%和44%。從2001年開(kāi)始至2018年，我國(guó)建筑能耗在不斷上升，如果不對(duì)其采取相關(guān)措施，今后的建筑能耗將會(huì)更高。2015年我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始重視建筑節(jié)能，在建筑過(guò)程中使用各種節(jié)能材料，最后建筑節(jié)能100%[1-2]。今后，我國(guó)還需加大建筑節(jié)能的力度，大力推廣低碳、綠色、環(huán)保建筑的新型建筑材料。

建筑墻體保溫屬于當(dāng)前建筑工程中重要的節(jié)能方式，在建筑工程的墻體能耗損失達(dá)到50%，但是外墻保溫普及率卻非常少，所以今后墻體保溫材料將會(huì)具有更加廣泛的應(yīng)用[3-4]。如今，建筑絕熱節(jié)能環(huán)保材料對(duì)建筑工程非常重要，能夠使得建筑工程具有可持續(xù)發(fā)展，并且是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的關(guān)鍵材料[5]。于是文章將對(duì)絕熱節(jié)能環(huán)保材料應(yīng)用于建筑工程中進(jìn)行分析，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行研究，主要目的在于提高建筑工程的節(jié)能環(huán)保作用。

1 絕熱節(jié)能環(huán)保材料在建筑工程中的應(yīng)用

在建筑工程中需要重視保溫墻體，從而可以大大降低能源消耗，絕熱節(jié)能環(huán)保材料的種類(lèi)比較多，本文將列舉一種絕熱節(jié)能環(huán)保材料在建筑墻體中應(yīng)用，該材料為紙纖維素，因?yàn)樵摬牧系男阅軆?yōu)異，能夠應(yīng)用于建筑墻體中起到保溫絕熱的作用，并且該材料還具有環(huán)保的特性。于是接下來(lái)將對(duì)其優(yōu)勢(shì)和墻體應(yīng)用進(jìn)行分析。

1.1紙纖維素在建筑工程中的應(yīng)用

1.1.1 紙纖維素的優(yōu)勢(shì)

紙纖維素早在1893年就已經(jīng)被提出，當(dāng)時(shí)還申請(qǐng)了將其作為保溫絕熱材料的專(zhuān)利，隨著對(duì)紙纖維素的不斷了解和應(yīng)用，其生產(chǎn)量越來(lái)越多，并且能夠在建筑工程墻體中發(fā)揮重要作用[6-7]。其主要優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

1）熱學(xué)性能穩(wěn)定。紙纖維素屬于一種熱學(xué)性能非常穩(wěn)定的材料，當(dāng)溫度和密度存在較大差異時(shí)，對(duì)其導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻的影響會(huì)很小，比如，當(dāng)密度為24kg/m3時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/mK，而當(dāng)密度為55kg/m3時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.036W/mK。但是另外一種玻璃棉材料當(dāng)密度存在較大差異時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)也會(huì)發(fā)生較大的變化。另外，當(dāng)溫度存在較大幅度變化時(shí)，比如在- 20℃ -70℃時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)基本保持不變，而另外一種材料玻璃棉在寒冷冬天時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)降低一半。所以紙纖維素的熱學(xué)性能非常穩(wěn)定。

2）低能耗。將各種報(bào)紙進(jìn)行回收之后，對(duì)其經(jīng)過(guò)一系列的加工處理，比如破碎、阻燃、防水等，就可以將其進(jìn)行使用。在這個(gè)加工過(guò)程中會(huì)消耗很少的能源，而且還不會(huì)有二氧化碳產(chǎn)生。而其他的保溫絕熱材料在制作時(shí)會(huì)消耗大量的能量。所以紙纖維素具有很好的低能耗優(yōu)勢(shì)。

3）可回收利用。一般的保溫材料只能使用一次，而新聞?dòng)眉埧梢詫?duì)其使用7次，從而對(duì)其進(jìn)行回收可以達(dá)到循環(huán)利用的效果。

4）防火性能好。根據(jù)英國(guó)的相關(guān)指標(biāo)表明，防火墻可以分為3個(gè)類(lèi)別，分別為15min、30min和60min。其他材料的防火墻很難達(dá)到60min中的等級(jí)，玻璃棉防火墻等級(jí)為15min，而對(duì)紙纖維素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究表明其防火等級(jí)為60min。所以紙纖維素具有很好的防火性能，將其用于建筑工程墻體中能不僅能夠起到保溫的作用，而且還能夠起到防火的作用。

1.1.2紙纖維素的應(yīng)用

對(duì)廢紙進(jìn)行回收，將其作為紙纖維素的原材料，不僅能夠降低對(duì)環(huán)境的污染，而且不會(huì)對(duì)人類(lèi)的健康造成威脅，并且使用紙纖維素之后也不會(huì)造成任何的環(huán)境問(wèn)題，所以將紙纖維素作為保溫絕熱材料應(yīng)用于建筑工程中將會(huì)有很好的環(huán)保節(jié)能效果。當(dāng)前，紙纖維素可以用于樓閣和木框架結(jié)構(gòu)中，下面將會(huì)其應(yīng)用進(jìn)行分析，主要分析安裝和使用技術(shù)。

1）閣樓安裝。將紙纖維素應(yīng)用于閣樓中其安裝方式為先將該材料半壓縮打包，其密度范圍在150_200kg/m3，在進(jìn)行安裝時(shí)需要將該材料放到相關(guān)的鼓風(fēng)設(shè)備中，然后將紙纖維素吹到閣樓底部。使用鼓風(fēng)機(jī)的目的在于將紙纖維素吹散然后吹到閣樓底部，于是吹出去之后的密度就會(huì)變小，大致在24kg/m3±15%，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/mK。紙纖維素吹到閣樓底部之后，不需要使用加入膠粘劑和水，其處于干燥狀態(tài)。

2）墻空穴安裝。進(jìn)行墻空穴安裝時(shí)可以使用“Turfill”系統(tǒng)，這種方式的工作原理就是對(duì)紙纖維素施加壓力，使其吹到墻上面的空穴中，纖維的密度大致設(shè)置在55kg/m3。如果是將紙纖維素應(yīng)用于預(yù)制裝配的建筑中，能夠使用另外一種方式進(jìn)行安裝，即濕法噴涂技術(shù)，這種方式就是將紙纖維素打濕，然后將其吹人壁骨材料之間的外木質(zhì)面板的內(nèi)測(cè)，這種安裝方式需要使用到膠粘劑和水，使其能夠與墻板進(jìn)行結(jié)合為一個(gè)整體。最后需要對(duì)內(nèi)墻板進(jìn)行固定，但是在這之前需要將紙纖維素刮平，然后再進(jìn)行墻板固定。

3）熱屋頂安裝。在進(jìn)行熱屋頂安裝時(shí)，如果屋頂屬于木質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)于其空穴保溫系統(tǒng)，可以使用2種方式進(jìn)行安裝，第1種為直接把紙纖維素吹到空穴中，第2種為使用濕噴的方式。不管使用何種方式，都需要將吹到屋頂空穴中的紙纖維素的密度設(shè)置在45- 55kg/m3，另外其導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)置為0.036W/mK。

4）預(yù)制板填充。預(yù)制板填充過(guò)程中，可以使用“自動(dòng)填充”系統(tǒng)，該系統(tǒng)與濕噴技術(shù)相似，將紙纖維素吹入到預(yù)制木結(jié)構(gòu)單元中后，使用薄膜將框架進(jìn)行密封，從而可以防止預(yù)制結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中受到濕氣的影響。

紙纖維素作為絕熱環(huán)保節(jié)能材料已經(jīng)有幾十年的發(fā)展，但是全世界對(duì)其應(yīng)用還不夠多。隨著人們更加重視環(huán)保節(jié)能、健康和防火安全等，紙纖維素將會(huì)有更大的發(fā)展空間。紙纖維素在歐美國(guó)家使用較為頻繁，但是我國(guó)對(duì)紙纖維素的應(yīng)用很少，因?yàn)槲覈?guó)的建筑與國(guó)外建筑特點(diǎn)不同，紙纖維素更合適于國(guó)外建筑;另外，相比于歐美，我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的研究比較晚，其中缺乏自主創(chuàng)新能力，不能很好的對(duì)紙纖維素進(jìn)行利用。但是隨著我國(guó)在建筑節(jié)能材料上的不斷研究與創(chuàng)新，紙纖維素將會(huì)作為保溫絕熱的良好材料。

1.2 植物纖維保溫材料在建筑工程中的應(yīng)用

我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年會(huì)有大量的秸稈產(chǎn)生，這些秸稈很多情況下會(huì)將其直接焚燒，但是這種方式不僅會(huì)浪費(fèi)材料，還會(huì)造成空氣污染，將其作為植物纖維保溫材料能夠較好的解決秸稈利用問(wèn)題，從而可以減少浪費(fèi)，而且還符合我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求[8]。當(dāng)前，將秸稈作為植物纖維保溫材料還處于發(fā)展階段，利用植物纖維保溫材料具有環(huán)保、節(jié)能、廢舊回收利用等優(yōu)勢(shì)，于是在當(dāng)今社會(huì)中具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。文章將其應(yīng)用于建筑工程中進(jìn)行研究，其具體應(yīng)用方面如下所示。

1）之前我國(guó)使用過(guò)粘土磚，然而這種磚不利于節(jié)能環(huán)保，造成大量的粘土缺失，于是國(guó)家禁止的該磚的生產(chǎn)。自從植物纖維保溫墻體材料的出現(xiàn)，其具有很好的性能，而且也有比較好的實(shí)用性，其性能與粘土磚比較類(lèi)似，舒適性更高，于是可以將其替代粘土磚應(yīng)用于建筑工程中具有更好的應(yīng)用效果。

2）植物纖維保溫墻體材料能夠改變建筑模式的基礎(chǔ)構(gòu)建。在寒冷地區(qū)，由于溫度過(guò)低不能進(jìn)行施工，對(duì)于工期長(zhǎng)的建筑工程，需要使用跨年度施工的模式，然而這種施工方式不僅會(huì)造成施工質(zhì)量不能有保證，而且還會(huì)增加建造成本和能源消耗。通過(guò)使用植物纖維墻體材料，能夠改變這種落后的施工模式。植物纖維保溫墻板的制作方式是是首先制圖，然后根據(jù)圖紙進(jìn)行拼裝，完成砌體和保溫的全部工作。

3）在建筑工程中使用植物纖維保溫墻體能夠?qū)崿F(xiàn)建材生產(chǎn)低耗高產(chǎn)。通過(guò)相關(guān)研究可知，每平方米的植物纖維外墻保溫板耗水為1.5L，耗電為0.142kW，大致成本為1元，另外使用燃料不到1g。所以相對(duì)于其他保溫材料，植物纖維保溫材料的耗能非常低，并且相比于厚度為370mm的粘土磚墻，規(guī)格為200mm厚的植物纖維保溫墻體的保溫系數(shù)為其4倍，而其能耗降低了4倍，成本也降低了4倍，從而每年可以節(jié)約大量的能源和費(fèi)用。

2 建筑工程中絕熱節(jié)能環(huán)保材料的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 絕熱節(jié)能環(huán)保材料現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)建筑工程中絕熱節(jié)能環(huán)保材料中聚苯板、聚氨酯的占比大約為70%和10%，另外無(wú)機(jī)和酚醛等保溫材料占20%。表1即為3年中我國(guó)各種絕緣節(jié)能材料的產(chǎn)量。從表中可以看出，2016年我國(guó)的絕熱保溫材料有所上升，其中大部分材料應(yīng)用于建筑保溫隔熱方面。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)保溫材料的需要最多，其需求量大致占全世界保溫材料市場(chǎng)的35%。

2.2建筑行業(yè)中絕熱節(jié)能環(huán)保材料的市場(chǎng)規(guī)模

絕熱節(jié)能環(huán)保材料具有很快的發(fā)展，其市場(chǎng)規(guī)模在不斷上升，2010年市場(chǎng)規(guī)模為250.7億元，2016年就已經(jīng)上升了幾倍，市場(chǎng)規(guī)模為804.6億元，其復(fù)合增長(zhǎng)率在21.45%左右。按照這種發(fā)展趨勢(shì)，到2022年，我國(guó)絕熱節(jié)能環(huán)保材料可以到達(dá)1759億元，圖1即為2017-2022年我國(guó)絕熱節(jié)能環(huán)保材料的預(yù)測(cè)值?？傊?，隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑行業(yè)中絕熱節(jié)能環(huán)保材料的市場(chǎng)規(guī)模在不斷上升。

3 建筑工程中絕熱節(jié)能環(huán)保材料的發(fā)展趨勢(shì)

針對(duì)我國(guó)絕熱節(jié)能環(huán)保材料的使用狀況和發(fā)展現(xiàn)狀，其發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)沿著保溫裝飾一體化、保溫系統(tǒng)化、綠色建筑、結(jié)構(gòu)一體化等多態(tài)勢(shì)發(fā)展。絕熱節(jié)能環(huán)保材料將會(huì)具有更好的保溫性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性和裝飾性等。其發(fā)展趨勢(shì)如下所示。

1）保溫材料系統(tǒng)化發(fā)展。隨著我國(guó)對(duì)建筑工程質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的不斷提升，其中使用到的保溫材料產(chǎn)品的性能也有更高的要求。在節(jié)能環(huán)保材料的研究中，越發(fā)的向系統(tǒng)化進(jìn)行研究，并且該研究也屬于一種常態(tài)化。其系統(tǒng)化包含的內(nèi)容比較多，比如結(jié)果安全可靠、舒適化、施工簡(jiǎn)單和智能化等。

2）裝配式建筑帶動(dòng)建筑絕熱節(jié)能材料。隨著人們認(rèn)識(shí)到裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，且相關(guān)技術(shù)的不斷提升，裝配式建筑有著更好的發(fā)展趨勢(shì)，其中可以使用絕熱節(jié)能環(huán)保材料，從而可以使得絕熱保溫材料行業(yè)有更好的發(fā)展機(jī)遇。另外，對(duì)該材料的發(fā)展也提出了更高、更新、更多的要求。建筑絕熱節(jié)能環(huán)保材料作為裝配式建筑中的重要材料，所以要求該材料要具有保溫、經(jīng)濟(jì)、防火、理化等性能，未來(lái)的材料也將會(huì)朝著該方向不斷發(fā)展，從而保證其應(yīng)用的安全性。所以，隨著裝配式建筑的快速發(fā)展，將會(huì)帶動(dòng)絕熱節(jié)能環(huán)保材料有更大的發(fā)展空間。

3）冷庫(kù)保溫材料。隨著我國(guó)物流的迅猛發(fā)展，其中會(huì)涉及到很多需要保溫的物質(zhì)，這些物質(zhì)必須對(duì)其進(jìn)行保溫處理，從而延長(zhǎng)其使用壽命和新鮮度，比如化工生產(chǎn)、肉類(lèi)加工、果蔬加工等。這些物質(zhì)必須放入到冷庫(kù)中進(jìn)行保溫處理。為了達(dá)到絕熱節(jié)能環(huán)保的目的，冷庫(kù)行業(yè)中正在朝著使用聚苯乙烯板或者發(fā)泡聚氨酯板作為隔熱材料。對(duì)溫度調(diào)節(jié)作用的為氟利昂，這種方式可以降低操作難度，提高了高效安全，能夠達(dá)到絕熱節(jié)能環(huán)保的作用。

4）氣凝膠。氣凝膠作為一種新材料，屬于一種無(wú)機(jī)固體物質(zhì)的絕熱材料，并且該材料的種類(lèi)非常多，屬于世界上密度最?。芏葹?kg/m3）、孔徑為納米級(jí)的材料。這種材料的主要特點(diǎn)為耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)低.隔聲減震、強(qiáng)度高、節(jié)能環(huán)保、防水等，可以說(shuō)相比于其他的隔熱節(jié)能環(huán)保材料具有很大的優(yōu)勢(shì)。氣凝膠用于建筑工程中將會(huì)具有非常好的效果。然而當(dāng)前我國(guó)對(duì)氣凝膠的生產(chǎn)比較低，缺乏技術(shù)創(chuàng)新和先進(jìn)技術(shù)。所以，今后隨著我國(guó)對(duì)建筑隔熱節(jié)能環(huán)保材料的更加深入研究，對(duì)氣凝膠的研究將會(huì)更多，提高氣凝膠的生產(chǎn)效率，廣泛應(yīng)用于建筑工程建設(shè)中。

5）多功能復(fù)合絕熱節(jié)能環(huán)保材料。隨著人類(lèi)對(duì)絕熱節(jié)能環(huán)保材料的不斷研究，在建筑工程上對(duì)材料的要求不斷提升，要求一種絕熱節(jié)能環(huán)保材料能夠具有多方面的應(yīng)用效果，于是將來(lái)會(huì)有更多的多功能復(fù)合絕熱節(jié)能環(huán)保材料的出現(xiàn)。通過(guò)將不同的絕熱節(jié)能環(huán)保材料進(jìn)行藝術(shù)加工，使得把不同材料的優(yōu)異性能合為一種材料，于是多功能復(fù)合絕熱節(jié)能環(huán)保材料的性能將會(huì)更加全面。比如在具有絕熱、節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上，能夠耐水、防火、抗震、裝飾等優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑工程在建設(shè)過(guò)程中需要響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，使得建筑工程建設(shè)滿足低能耗和環(huán)保的理念。絕熱節(jié)能環(huán)保材料應(yīng)用于建筑工程中正好可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用，于是對(duì)該材料的重視程度不斷提高，每年的市場(chǎng)規(guī)模和生產(chǎn)總量在不斷提高，并且在未來(lái)會(huì)繼續(xù)深入研究絕熱節(jié)能環(huán)保材料，不斷研發(fā)性能更加優(yōu)異的材料，在建筑工程中將會(huì)有更好的應(yīng)用效果?？傊?，絕熱節(jié)能環(huán)保材料將有助于提高人類(lèi)的生活質(zhì)量，需要不斷的對(duì)其進(jìn)行研究。

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